第10章 質(zhì)譜分析法(高師第四版)

1、分析化學(xué)分析化學(xué)下冊下冊（第四版）（第四版）華中師范大學(xué)、陜西師范大學(xué)東北師華中師范大學(xué)、陜西師范大學(xué)東北師范大學(xué)等合編范大學(xué)等合編化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院College of Chemistry & Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science質(zhì)譜：質(zhì)譜：以離子的質(zhì)荷比（以離子的質(zhì)

2、荷比（m/z）為序，）為序，排列的圖或表稱為質(zhì)譜。排列的圖或表稱為質(zhì)譜。質(zhì)譜法：質(zhì)譜法：利用質(zhì)譜進(jìn)行定性、定量分利用質(zhì)譜進(jìn)行定性、定量分析及研究分子結(jié)構(gòu)的方法為質(zhì)譜法。析及研究分子結(jié)構(gòu)的方法為質(zhì)譜法。質(zhì)譜法為一種物理分析方法質(zhì)譜法為一種物理分析方法。第十章第十章 質(zhì)譜分析法質(zhì)譜分析法1.1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)(1)它是至今唯一可以確定分子質(zhì)量的方法它是至今唯一可以確定分子質(zhì)量的方法, ,在高分辨率質(zhì)譜儀中能夠準(zhǔn)確測定質(zhì)量在高分辨率質(zhì)譜儀中能夠準(zhǔn)確測定質(zhì)量, ,而而且可以確定化合物的化學(xué)式和進(jìn)行結(jié)構(gòu)分且可以確定化合物的化學(xué)式和進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。析。(2)(2)質(zhì)譜法的質(zhì)譜法的靈敏度極高靈敏度極高, ,鑒

3、定的最小量可鑒定的最小量可達(dá)達(dá)1010-10-10g g, ,檢出限可達(dá)檢出限可達(dá)1010-14-14g g?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science2. 質(zhì)譜儀的發(fā)展簡史質(zhì)譜儀的發(fā)展簡史 1912年：年： 世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置世界第一臺(tái)質(zhì)譜裝置 1940年代年代: 質(zhì)譜儀用于同位素測定質(zhì)譜儀用于同位素測定 1950年代：分析石油年代：分析石油 1960年代：研究年代：研究GC-MS聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù) 1970年代：計(jì)算機(jī)引入年代：計(jì)算機(jī)引入3. 質(zhì)譜儀的分類質(zhì)譜儀的

4、分類 有機(jī)質(zhì)譜儀：氣有機(jī)質(zhì)譜儀：氣-質(zhì)，液質(zhì)，液-質(zhì)，傅立葉變換質(zhì)譜儀質(zhì)，傅立葉變換質(zhì)譜儀 激光解吸飛行時(shí)間變質(zhì)譜儀激光解吸飛行時(shí)間變質(zhì)譜儀 無機(jī)質(zhì)譜儀：無機(jī)質(zhì)譜儀：ICP-MS 同位素質(zhì)譜儀：同位素質(zhì)譜儀：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science第一節(jié)第一節(jié) 質(zhì)譜分析法原理和儀器質(zhì)譜分析法原理和儀器一、一、質(zhì)譜分析法基本原理質(zhì)譜分析法基本原理質(zhì)譜分析是用高速電子來質(zhì)譜分析是用高速電子來撞擊氣態(tài)分子或原子撞擊氣態(tài)分子或原子，將電離后的正離子加速導(dǎo)入質(zhì)量分析器，然后

5、在磁將電離后的正離子加速導(dǎo)入質(zhì)量分析器，然后在磁場中按質(zhì)荷比場中按質(zhì)荷比(m/z)大小進(jìn)行收集和記錄，即得到大小進(jìn)行收集和記錄，即得到質(zhì)譜圖。質(zhì)譜圖。從本質(zhì)上將，質(zhì)譜是物質(zhì)帶電粒子的質(zhì)量譜從本質(zhì)上將，質(zhì)譜是物質(zhì)帶電粒子的質(zhì)量譜峰位置峰位置峰強(qiáng)度峰強(qiáng)度定性、結(jié)構(gòu)分析定性、結(jié)構(gòu)分析定量分析定量分析化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science原理原理 試樣從進(jìn)樣器進(jìn)入離子源，在離子源中產(chǎn)生正離試樣從進(jìn)樣器進(jìn)入離子源，在離子源中產(chǎn)生正離子。子。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)

6、學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 試樣在離子源內(nèi)用電子轟擊法，在試樣在離子源內(nèi)用電子轟擊法，在10-5Pa高真空下，以高真空下，以50 100eV能量的電子流轟擊試樣，有機(jī)物常常被擊出一個(gè)能量的電子流轟擊試樣，有機(jī)物常常被擊出一個(gè)電子，形成帶一個(gè)正電荷的正離子電子，形成帶一個(gè)正電荷的正離子( ) M+e-M+ +2e- M+正離子加速進(jìn)入質(zhì)量分析器，質(zhì)量分析器將離子正離子加速進(jìn)入質(zhì)量分析器，質(zhì)量分析器將離子按質(zhì)荷比大小不同進(jìn)行分離。按質(zhì)荷比大小不同進(jìn)行分離。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科

7、學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science在質(zhì)譜儀中，各種正離子被電位差為在質(zhì)譜儀中，各種正離子被電位差為800 8000V的負(fù)高的負(fù)高壓電場加速，加速后的動(dòng)能等于離子的位能壓電場加速，加速后的動(dòng)能等于離子的位能zU，即，即 1/2mv2=zU加速后的離子進(jìn)入磁場中，由于受到磁場的作用，使離加速后的離子進(jìn)入磁場中，由于受到磁場的作用，使離子作弧形運(yùn)動(dòng)，此時(shí)離子所受的向心力子作弧形運(yùn)動(dòng)，此時(shí)離子所受的向心力Bz 和運(yùn)動(dòng)的離心和運(yùn)動(dòng)的離心力力m 2/R相等，得相等，得 : m 2/R=Bzv化學(xué)與材

8、料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science由前兩式可得，離子質(zhì)荷比與運(yùn)動(dòng)軌道曲線半徑由前兩式可得，離子質(zhì)荷比與運(yùn)動(dòng)軌道曲線半徑R的關(guān)系的關(guān)系:URBzm222或或上式稱為：質(zhì)譜方程式，是質(zhì)譜分析法的基本公式上式稱為：質(zhì)譜方程式，是質(zhì)譜分析法的基本公式2/122zmBUR化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science從公式可以看出，離子的質(zhì)荷比（從公式

9、可以看出，離子的質(zhì)荷比（m/z）與離）與離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的曲線半徑的平方成正比。子在磁場中運(yùn)動(dòng)的曲線半徑的平方成正比。若加速電壓若加速電壓U和磁場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度B一定時(shí)，不同質(zhì)荷一定時(shí)，不同質(zhì)荷比的離子，由于運(yùn)動(dòng)曲線半徑不同，在質(zhì)量分析比的離子，由于運(yùn)動(dòng)曲線半徑不同，在質(zhì)量分析器中會(huì)彼此被分開，并記錄各質(zhì)荷比離子的相對器中會(huì)彼此被分開，并記錄各質(zhì)荷比離子的相對強(qiáng)度。強(qiáng)度。2/122zmBUR化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science二、質(zhì)譜儀器二、質(zhì)譜儀器包括：包括

10、：真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、離子檢測器、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制及數(shù)分析器、離子檢測器、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)據(jù)處理系統(tǒng)按分按分辨率辨率大小大小分類分類高分辨率質(zhì)譜儀高分辨率質(zhì)譜儀中分辨率質(zhì)譜儀中分辨率質(zhì)譜儀低分辨率質(zhì)譜儀低分辨率質(zhì)譜儀傅里葉變換回旋共振質(zhì)譜儀傅里葉變換回旋共振質(zhì)譜儀雙聚焦質(zhì)譜儀雙聚焦質(zhì)譜儀四極桿質(zhì)譜儀四極桿質(zhì)譜儀飛行時(shí)間質(zhì)譜儀飛行時(shí)間質(zhì)譜儀化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science（一）高真空系統(tǒng)（一）高真

11、空系統(tǒng)為了降低背景及減小離子間或離子與分子間的碰為了降低背景及減小離子間或離子與分子間的碰撞損失，離子源、質(zhì)量分析器及檢測器必須處于撞損失，離子源、質(zhì)量分析器及檢測器必須處于高真空狀態(tài)。高真空狀態(tài)。其中離子源的真空度為其中離子源的真空度為10-410-5Pa，質(zhì)量分析器，質(zhì)量分析器的真空度保持在的真空度保持在10-6Pa。真空度過低，將會(huì)引起：真空度過低，將會(huì)引起：（a）大量氧會(huì)燒壞離子源燈絲；大量氧會(huì)燒壞離子源燈絲；（b）引起其它分子離子反應(yīng)，使質(zhì)譜圖復(fù)雜化；引起其它分子離子反應(yīng)，使質(zhì)譜圖復(fù)雜化；化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, Colle

12、ge of Chemistry & Material Science（c）干擾離子源正常調(diào)節(jié)；干擾離子源正常調(diào)節(jié)；（d）用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電電; 一般質(zhì)譜儀都采用機(jī)械泵預(yù)抽空后，再一般質(zhì)譜儀都采用機(jī)械泵預(yù)抽空后，再用高效率擴(kuò)散泵連續(xù)地運(yùn)行以保持真空。用高效率擴(kuò)散泵連續(xù)地運(yùn)行以保持真空?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀采用現(xiàn)代質(zhì)譜儀采用分子泵分子泵可獲得更高的真可獲得更高的真空度?？斩取＃ǘ┻M(jìn)樣系統(tǒng)（二）進(jìn)樣系統(tǒng)對進(jìn)樣系統(tǒng)的要求：重復(fù)性好、不引起真空度降對進(jìn)樣系統(tǒng)的要求：重復(fù)性好、不引起真空度降低。一般有以下三種進(jìn)樣方式低。一般有以下三種進(jìn)樣方式 1.間接進(jìn)樣間

13、接進(jìn)樣適于氣體、沸點(diǎn)低且易揮發(fā)的液體、中等蒸汽壓適于氣體、沸點(diǎn)低且易揮發(fā)的液體、中等蒸汽壓固體。固體。如圖所示。注入樣品如圖所示。注入樣品貯樣器貯樣器(0.5L3L)抽真抽真空空(10-2 Pa)并加熱并加熱樣品蒸汽分子樣品蒸汽分子(壓力陡度壓力陡度)漏漏隙隙高真空離子源。高真空離子源?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science圖圖 進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemi

14、stry & Material Science2. 直接探針進(jìn)樣：直接探針進(jìn)樣：高沸點(diǎn)液體及固體高沸點(diǎn)液體及固體 探針桿通常是一根規(guī)格為探針桿通常是一根規(guī)格為25cm6mm i.d.，末，末端有一裝樣品的黃金杯端有一裝樣品的黃金杯(坩堝坩堝)，將探針桿通過真空，將探針桿通過真空閉鎖系統(tǒng)引入樣品，如圖所示。閉鎖系統(tǒng)引入樣品，如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)引入樣品量小，樣品蒸汽壓可以很低；引入樣品量小，樣品蒸汽壓可以很低；2)可以分析復(fù)雜有機(jī)物；可以分析復(fù)雜有機(jī)物；3)應(yīng)用更廣泛。應(yīng)用更廣泛。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College

15、of Chemistry & Material Science圖圖 直接探針進(jìn)樣系統(tǒng)直接探針進(jìn)樣系統(tǒng)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science3. 3. 色譜進(jìn)樣：色譜進(jìn)樣：利用氣相和液相色譜的分離利用氣相和液相色譜的分離能力，進(jìn)行多組份復(fù)雜混合物分析。能力，進(jìn)行多組份復(fù)雜混合物分析?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science(

16、(三三) ) 離子源離子源作用：作用：使試樣分子或原子離子化，同時(shí)具有聚焦使試樣分子或原子離子化，同時(shí)具有聚焦和準(zhǔn)直的作用，使離子匯聚成一定幾何形狀和能量和準(zhǔn)直的作用，使離子匯聚成一定幾何形狀和能量的離子束。的離子束。分類分類：（：（1 1）根據(jù)樣品離子化方式和電離源能量高根據(jù)樣品離子化方式和電離源能量高低，通?？蓪㈦x子源分為：低，通?？蓪㈦x子源分為：氣相離子源氣相離子源解吸離子源解吸離子源化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science氣相離子源：氣相離子源：試樣在離子

17、源中先蒸發(fā)為氣體，然試樣在離子源中先蒸發(fā)為氣體，然后被離子化。適于沸點(diǎn)低于后被離子化。適于沸點(diǎn)低于500500、相對分子質(zhì)量小、相對分子質(zhì)量小于于10001000、對熱穩(wěn)定的樣品的離子化。、對熱穩(wěn)定的樣品的離子化。包括電子轟擊包括電子轟擊源、化學(xué)電離源、場電離源、火花源等；源、化學(xué)電離源、場電離源、火花源等；解吸離子源：解吸離子源：從固態(tài)表面或溶液中濺射出帶電離從固態(tài)表面或溶液中濺射出帶電離子。適用于測定不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、相對分子量高子。適用于測定不揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、相對分子量高達(dá)達(dá)10105 5的試樣。的試樣。包括場解吸源、快原子轟擊源、激光包括場解吸源、快原子轟擊源、激光解吸源、離子噴霧源和

18、熱噴霧離子源等。解吸源、離子噴霧源和熱噴霧離子源等。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science（2）按照離子源能量的強(qiáng)弱可分為硬電離源和軟）按照離子源能量的強(qiáng)弱可分為硬電離源和軟電離源兩類。電離源兩類。硬電離源：硬電離源：離子化能量高，伴有化學(xué)鍵的斷裂，離子化能量高，伴有化學(xué)鍵的斷裂，譜圖復(fù)雜，可得到分子官能團(tuán)的信息；譜圖復(fù)雜，可得到分子官能團(tuán)的信息；軟電離源：軟電離源：離子化能量低，產(chǎn)生的碎片少，譜圖離子化能量低，產(chǎn)生的碎片少，譜圖簡單，可得到分子量信息。因此，可

19、據(jù)分子電離簡單，可得到分子量信息。因此，可據(jù)分子電離所需能量不同可選擇不同電離源。所需能量不同可選擇不同電離源?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science1. 電子轟擊源電子轟擊源(Electron Bomb Ionization，EI)是有機(jī)質(zhì)譜儀中最常用的離子源，是有機(jī)質(zhì)譜儀中最常用的離子源，主要用于揮發(fā)性試樣的電離。主要用于揮發(fā)性試樣的電離?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemis

20、try & Material Science化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science作用過程：作用過程： 試樣以氣體形式進(jìn)入離試樣以氣體形式進(jìn)入離子源，熱絲陰極向陽極發(fā)子源，熱絲陰極向陽極發(fā)射射電子流電子流，熱絲陰極與陽，熱絲陰極與陽極之間施加有一定的電壓，極之間施加有一定的電壓，使電子加速成高能電子，使電子加速成高能電子，轟擊氣態(tài)試樣分子，使之轟擊氣態(tài)試樣分子，使之電離為正離子電離為正離子 ?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL

21、UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science產(chǎn)生的正離子被產(chǎn)生的正離子被排斥極排斥極A推推向向柵極柵極B（兩極間有一定的電（兩極間有一定的電壓）。壓）。加速電極加速電極C比比柵極柵極B的的 電位電位更負(fù)，正離子再一次被加速。更負(fù)，正離子再一次被加速。正離子經(jīng)過兩次加速及聚焦正離子經(jīng)過兩次加速及聚焦稱為離子束后經(jīng)狹縫進(jìn)入質(zhì)量稱為離子束后經(jīng)狹縫進(jìn)入質(zhì)量分析器。分析器。而離子源中的氟離子被排斥而離子源中的氟離子被排斥極吸引，負(fù)離子、游離基和中極吸引，負(fù)離子、游離基和中性分子不被加速，由真空泵抽性分子不被加速，由真空泵抽出。出?；瘜W(xué)與材

22、料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceEI源的特點(diǎn)：源的特點(diǎn)：分子受轟擊能量大，電離出的離子往往會(huì)進(jìn)一分子受轟擊能量大，電離出的離子往往會(huì)進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂，生成各種碎片離子，因此步發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂，生成各種碎片離子，因此可以提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息?？梢蕴峁┴S富的分子結(jié)構(gòu)信息。質(zhì)譜圖重現(xiàn)性好，裂解規(guī)律的研究最為完善，質(zhì)譜圖重現(xiàn)性好，裂解規(guī)律的研究最為完善，已建立了數(shù)萬種有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)普圖庫，目前已建立了數(shù)萬種有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)普圖庫，目前所有的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖都是在所有的

23、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖都是在EI源源70eV下獲得的。下獲得的。缺點(diǎn)是在很多情況下得不到分子離子峰，對相缺點(diǎn)是在很多情況下得不到分子離子峰，對相對分子質(zhì)量的測定有困難，不適用于難揮發(fā)和熱對分子質(zhì)量的測定有困難，不適用于難揮發(fā)和熱穩(wěn)定性差的試樣。穩(wěn)定性差的試樣。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science2. 化學(xué)電離源化學(xué)電離源(Chemical Ionization, CI)1-燈絲；燈絲；2-反應(yīng)室；反應(yīng)室；3-樣品；樣品；4-真空測量軌；真空測量軌；5-氣流控制氣流控制閥；

24、閥；6-切換閥；切換閥；7-前級真空室隔離法；前級真空室隔離法；8-隔離閥隔離閥對于一些不穩(wěn)定的有機(jī)物，為了得到其分子離對于一些不穩(wěn)定的有機(jī)物，為了得到其分子離子峰，以便測定其相對分子質(zhì)量，設(shè)計(jì)開發(fā)了化子峰，以便測定其相對分子質(zhì)量，設(shè)計(jì)開發(fā)了化學(xué)電離源。學(xué)電離源。CI與與EI的主要差別是的主要差別是CI源工作過程中要引入一源工作過程中要引入一種反應(yīng)氣體（甲烷、異丁烷、氨等），反應(yīng)氣體種反應(yīng)氣體（甲烷、異丁烷、氨等），反應(yīng)氣體的量比試樣氣體的量要大得多。的量比試樣氣體的量要大得多。作用過程：作用過程：樣品氣體與反應(yīng)器混合，進(jìn)入電離室后，由于樣樣品氣體與反應(yīng)器混合，進(jìn)入電離室后，由于樣品氣體被反應(yīng)

25、氣稀釋（稀釋比例約為品氣體被反應(yīng)氣稀釋（稀釋比例約為1:103），樣），樣品分子與電子的碰撞幾率極小，因此品分子與電子的碰撞幾率極小，因此反應(yīng)氣體首反應(yīng)氣體首先電離先電離。 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science以甲烷為反應(yīng)氣體為例：以甲烷為反應(yīng)氣體為例：CH4氣體被電子轟擊發(fā)生一級離子反應(yīng)氣

26、體被電子轟擊發(fā)生一級離子反應(yīng)CH4+eCH4+ + CH3+ + CH2+ + CH+ + C+ + H2+ + H+ 在電離過程中，質(zhì)量小于在電離過程中，質(zhì)量小于14的碎片很少，生的碎片很少，生成的碎片離子主要是成的碎片離子主要是CH4+和和CH3+(約占約占90%)，它們又與反應(yīng)氣體作用，發(fā)生二級離子反應(yīng)：它們又與反應(yīng)氣體作用，發(fā)生二級離子反應(yīng)：CH4+ + CH4CH3* + CH5+CH3+ + CH4 H2 + C2H5+ CH2+ + CH42H2 + H* + C3H5+化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of C

27、hemistry & Material Science生成的生成的CH5+、C2H5+離子和樣品分子離子和樣品分子XH發(fā)生發(fā)生反應(yīng)：反應(yīng)：CH5+ + XH XH2+ + CH4C2H5+ + XHXH2+ +C2H4C2H5+ +XHX+ + C2H6C3H5+ +XHX+ + C3H6反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的XH2+、X+可以再發(fā)生分解反應(yīng)：可以再發(fā)生分解反應(yīng)：XH2+X+ + H2 XH2+A+ +C X+B+ + D化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Scien

28、ce在在CI源中，樣品分子經(jīng)過電荷交換等離源中，樣品分子經(jīng)過電荷交換等離子子-分子反應(yīng)后，生成的離子主要是分子反應(yīng)后，生成的離子主要是XH2+(M+1)、X+(M-1)、A+、B+等離子，等離子，檢測這些離子，即可得到樣品的質(zhì)譜圖。檢測這些離子，即可得到樣品的質(zhì)譜圖。因此因此CI源的分子離子峰不是源的分子離子峰不是M峰，而使峰，而使（M+1）和（）和（M-1）峰，并且強(qiáng)度很大。）峰，并且強(qiáng)度很大?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceCI源的特點(diǎn)：源的特點(diǎn)：CI

29、源為軟電離源，電離能小，質(zhì)譜峰數(shù)少，圖源為軟電離源，電離能小，質(zhì)譜峰數(shù)少，圖譜簡單；準(zhǔn)分子離子譜簡單；準(zhǔn)分子離子(M+1)+峰大，可提供相對分峰大，可提供相對分子質(zhì)量這一種要信息。子質(zhì)量這一種要信息?，F(xiàn)代質(zhì)譜儀將現(xiàn)代質(zhì)譜儀將CI源和源和EI源配合使用，可取長補(bǔ)源配合使用，可取長補(bǔ)短。短。缺點(diǎn)是碎片少，可提供的結(jié)構(gòu)信息少。缺點(diǎn)是碎片少，可提供的結(jié)構(gòu)信息少。CI源和源和EI源主要用于源主要用于GC-MS聯(lián)用儀器。聯(lián)用儀器?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science3.

30、快原子轟擊源快原子轟擊源（fast atomic bombardment, FAB）和二次離子質(zhì)譜和二次離子質(zhì)譜（sencondary ion mass spectrametry, SIMS）FAB主要用于極性強(qiáng)、揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性主要用于極性強(qiáng)、揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性差、差、M大的試樣分析。大的試樣分析?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science分析過程：分析過程：將試樣分散于基質(zhì)（高沸點(diǎn)溶劑，如甘油）制將試樣分散于基質(zhì)（高沸點(diǎn)溶劑，如甘油）制成溶液，涂布于金屬靶上，

31、送入成溶液，涂布于金屬靶上，送入FAB源中。源中。將經(jīng)強(qiáng)電場加速后的惰性氣體中性原子束（氙將經(jīng)強(qiáng)電場加速后的惰性氣體中性原子束（氙）對準(zhǔn)靶上的試樣進(jìn)行轟擊。）對準(zhǔn)靶上的試樣進(jìn)行轟擊?；|(zhì)中存在的締合離子經(jīng)快原子轟擊產(chǎn)生的基質(zhì)中存在的締合離子經(jīng)快原子轟擊產(chǎn)生的試樣離子被濺射進(jìn)入氣相，并在電場作用下進(jìn)試樣離子被濺射進(jìn)入氣相，并在電場作用下進(jìn)入質(zhì)量分析器。入質(zhì)量分析器。如果用離子束（如銫、氬）來代替中性原子束如果用離子束（如銫、氬）來代替中性原子束進(jìn)行轟擊，所得質(zhì)譜稱為液相二次離子質(zhì)譜。進(jìn)行轟擊，所得質(zhì)譜稱為液相二次離子質(zhì)譜?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVER

32、SITY, College of Chemistry & Material Science特點(diǎn)：特點(diǎn)：FAB容易得到比較強(qiáng)的分子離子或準(zhǔn)分子離子容易得到比較強(qiáng)的分子離子或準(zhǔn)分子離子峰，峰，同時(shí)其所得質(zhì)譜有較多的碎片離子峰信息，有同時(shí)其所得質(zhì)譜有較多的碎片離子峰信息，有助于結(jié)構(gòu)解析。助于結(jié)構(gòu)解析。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science4. 電噴霧電離源（電噴霧電離源（electrospray ionization, ESI）ESI的主要部件是一個(gè)多層套管組

33、的主要部件是一個(gè)多層套管組成的電噴霧噴嘴。成的電噴霧噴嘴。試液從內(nèi)層的毛細(xì)管中噴出，外試液從內(nèi)層的毛細(xì)管中噴出，外層是霧化氣（大流量氮?dú)猓?，其作層是霧化氣（大流量氮?dú)猓?，其作用是使噴出的液體分散成霧狀液滴用是使噴出的液體分散成霧狀液滴。在輸送試樣溶液的毛細(xì)管出口端在輸送試樣溶液的毛細(xì)管出口端與對應(yīng)電極之間加有數(shù)千伏的高電與對應(yīng)電極之間加有數(shù)千伏的高電壓。壓?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science在毛細(xì)管出口可形成圓錐狀的液體錐。在毛細(xì)管出口可形成圓錐狀的液體錐。

34、由于強(qiáng)電場的作用，引發(fā)正由于強(qiáng)電場的作用，引發(fā)正、負(fù)離子的分離，從而生成帶、負(fù)離子的分離，從而生成帶電荷的液滴。電荷的液滴。另外，在噴嘴的斜前方還有另外，在噴嘴的斜前方還有一個(gè)輔助氣噴嘴，作用是使液一個(gè)輔助氣噴嘴，作用是使液滴中的溶劑快速蒸發(fā)。滴中的溶劑快速蒸發(fā)。在液滴蒸發(fā)過程中表面電荷在液滴蒸發(fā)過程中表面電荷密度逐漸增大，當(dāng)電荷之間的密度逐漸增大，當(dāng)電荷之間的排斥力足以克服液滴的表面張排斥力足以克服液滴的表面張力時(shí)，液滴發(fā)生自發(fā)的裂分。力時(shí)，液滴發(fā)生自發(fā)的裂分?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry &a

35、mp; Material Science溶劑的揮發(fā)和液滴的裂分過程反復(fù)進(jìn)行，最終溶劑的揮發(fā)和液滴的裂分過程反復(fù)進(jìn)行，最終導(dǎo)致離子從帶電液滴中蒸發(fā)出來，產(chǎn)生單電荷或?qū)е码x子從帶電液滴中蒸發(fā)出來，產(chǎn)生單電荷或多電荷離子。多電荷離子。產(chǎn)生的離子借助于噴嘴與錐孔之見的電壓，穿產(chǎn)生的離子借助于噴嘴與錐孔之見的電壓，穿過取樣孔進(jìn)入質(zhì)量分析器。過取樣孔進(jìn)入質(zhì)量分析器?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science特點(diǎn)：特點(diǎn)：ESI是一種軟電離方式，即便是是一種軟電離方式，即便是M大、

36、穩(wěn)定性大、穩(wěn)定性差的化合物，也不會(huì)在電離過程中發(fā)生分解。差的化合物，也不會(huì)在電離過程中發(fā)生分解。電離過程中容易形成多電荷離子，使得高電離過程中容易形成多電荷離子，使得高M(jìn)試試樣的質(zhì)荷比落入一般質(zhì)量分析器可分析的質(zhì)量范樣的質(zhì)荷比落入一般質(zhì)量分析器可分析的質(zhì)量范圍之內(nèi)，從而可分析圍之內(nèi)，從而可分析M高達(dá)幾十萬的物質(zhì)，所以高達(dá)幾十萬的物質(zhì)，所以其分析的其分析的M范圍很大，即可用于小分子分析，又范圍很大，即可用于小分子分析，又可用于多肽、蛋白質(zhì)和寡聚核苷酸等生物大分子可用于多肽、蛋白質(zhì)和寡聚核苷酸等生物大分子分析。分析?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY

37、, College of Chemistry & Material Science5. 大氣壓化學(xué)電離源（大氣壓化學(xué)電離源（atmospheric pressure chemical ionization, APCI）APCI源的結(jié)構(gòu)與源的結(jié)構(gòu)與ESI源大致相同。用于源大致相同。用于LC-MS不同之處在于不同之處在于APCI中噴嘴下方放置了一個(gè)針中噴嘴下方放置了一個(gè)針狀放電電極，通過其高壓放電，使空氣中的某些狀放電電極，通過其高壓放電，使空氣中的某些中性分子電離，產(chǎn)生中性分子電離，產(chǎn)生H3O+、N2+、O2+和和O+等等離子，溶劑分子也會(huì)被離子，溶劑分子也會(huì)被電離。電離。化學(xué)與材料科學(xué)

38、學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science這些離子與試樣分子進(jìn)行離子這些離子與試樣分子進(jìn)行離子-分子反應(yīng)，使分子反應(yīng)，使試樣分子離子化（質(zhì)子轉(zhuǎn)移、電荷交換）而產(chǎn)生試樣分子離子化（質(zhì)子轉(zhuǎn)移、電荷交換）而產(chǎn)生正離子。正離子。APCI是在大氣壓下利用電暈放電使試樣電離是在大氣壓下利用電暈放電使試樣電離的一種離子化技術(shù)，要求試樣具有一定的揮發(fā)性的一種離子化技術(shù)，要求試樣具有一定的揮發(fā)性適用于非極性或低、中適用于非極性或低、中等極性化合物的分析。等極性化合物的分析。由于極少形成多電荷離由于

39、極少形成多電荷離子，子，APCI分析的分析的Mr范圍范圍受到限制，一般只能分析受到限制，一般只能分析Mr小于小于1000的化合物。的化合物?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science6. 激光解吸電離源激光解吸電離源（laser desorption ioninaztion, LDI）LDI是利用一定波長的脈沖式激光照射試樣使試樣電離是利用一定波長的脈沖式激光照射試樣使試樣電離的一種離子化方法。的一種離子化方法。將溶于適當(dāng)基質(zhì)中的試樣涂布在金屬靶上，用高強(qiáng)度將溶于適

40、當(dāng)基質(zhì)中的試樣涂布在金屬靶上，用高強(qiáng)度的紫外或紅外脈沖激光照射，基質(zhì)和試樣分子吸收能量的紫外或紅外脈沖激光照射，基質(zhì)和試樣分子吸收能量而氣化。而氣化。激光首先將基質(zhì)分子電離，然后激光首先將基質(zhì)分子電離，然后在氣相中基質(zhì)分子將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到試樣分在氣相中基質(zhì)分子將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到試樣分子上使其電離。子上使其電離。LDI需要由適當(dāng)?shù)幕|(zhì)需要由適當(dāng)?shù)幕|(zhì)才能得到較好的離子產(chǎn)率，因此這種電才能得到較好的離子產(chǎn)率，因此這種電離源又稱為離源又稱為基質(zhì)輔助激光解吸電離源基質(zhì)輔助激光解吸電離源?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry

41、 & Material ScienceMALDI中的基質(zhì)能夠強(qiáng)烈吸收激光的輻射，同中的基質(zhì)能夠強(qiáng)烈吸收激光的輻射，同時(shí)能較好地溶解試樣。時(shí)能較好地溶解試樣。MALDI得到的主要是分子離子、準(zhǔn)分子離子、得到的主要是分子離子、準(zhǔn)分子離子、少量碎片離子和多電荷離子峰。少量碎片離子和多電荷離子峰。MALDI特別適合于與飛行時(shí)間質(zhì)量分析器聯(lián)用特別適合于與飛行時(shí)間質(zhì)量分析器聯(lián)用，用于生物大分子分析。，用于生物大分子分析。對于一些對于一些Mr為幾千到幾十萬之間的極性的生物為幾千到幾十萬之間的極性的生物聚合物，可以得到精確的聚合物，可以得到精確的Mr信息。信息?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HE

42、BEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science（四）質(zhì)量分析器（四）質(zhì)量分析器作用：作用：是將離子源產(chǎn)生的離子按荷質(zhì)比是將離子源產(chǎn)生的離子按荷質(zhì)比m/z的大小的大小分離并聚焦。分離并聚焦。質(zhì)量分析器種類：質(zhì)量分析器種類： 單聚焦質(zhì)量分析器、雙聚焦質(zhì)量分析器、單聚焦質(zhì)量分析器、雙聚焦質(zhì)量分析器、 四極濾質(zhì)器、四極濾質(zhì)器、 離子阱分析器、離子阱分析器、 飛行時(shí)間分析器、飛行時(shí)間分析器、 回旋共振分析器等?；匦舱穹治銎鞯取?. 單聚焦質(zhì)量分析器單聚焦質(zhì)量分析器(single focusing mass analy

43、zer)單聚焦質(zhì)量分析器單聚焦質(zhì)量分析器：主要部件為一個(gè)一定半徑的：主要部件為一個(gè)一定半徑的圓形管道，在其垂直方向裝有圓形管道，在其垂直方向裝有一個(gè)扇形磁鐵，產(chǎn)生一個(gè)扇形磁鐵，產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定的磁場。均勻、穩(wěn)定的磁場?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science從離子源射入的離子束在磁場作用下，由直從

44、離子源射入的離子束在磁場作用下，由直線運(yùn)動(dòng)變成弧形運(yùn)動(dòng)。線運(yùn)動(dòng)變成弧形運(yùn)動(dòng)。不同不同m/z的離子的運(yùn)動(dòng)半徑的離子的運(yùn)動(dòng)半徑R不同，從而被質(zhì)不同，從而被質(zhì)量分析器分開。量分析器分開。檢測不同質(zhì)荷比的離子，可以通過改變分析檢測不同質(zhì)荷比的離子，可以通過改變分析器的磁場強(qiáng)度器的磁場強(qiáng)度B（磁場掃描）、離子加速電壓（磁場掃描）、離子加速電壓U（電壓掃描）來實(shí)現(xiàn)。（電壓掃描）來實(shí)現(xiàn)。 （1）磁場掃描：）磁場掃描：固定加速電壓固定加速電壓U，連續(xù)改變磁，連續(xù)改變磁場強(qiáng)度場強(qiáng)度B，稱為磁場掃描。，稱為磁場掃描。m/zB2 （2）電場掃描：）電場掃描：固定磁場強(qiáng)度固定磁場強(qiáng)度B，連續(xù)改變加，連續(xù)改變加速電壓速

45、電壓U，稱為電場掃描。，稱為電場掃描。m/z1/U 無論磁場掃描或電場掃描，凡質(zhì)荷比相同的離無論磁場掃描或電場掃描，凡質(zhì)荷比相同的離子均能匯聚成離子束，即方向聚焦。子均能匯聚成離子束，即方向聚焦。 單聚焦質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：儀器結(jié)構(gòu)簡單、操單聚焦質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：儀器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但分辨率低。作方便，但分辨率低。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of C

46、hemistry & Material Science2. 雙聚焦質(zhì)量分析器雙聚焦質(zhì)量分析器（Double focusing mass analyzer)在單聚焦質(zhì)量分析器中，離子源產(chǎn)生的離子由于在在單聚焦質(zhì)量分析器中，離子源產(chǎn)生的離子由于在被加速時(shí)的初始能量不同，即速率不同，即使質(zhì)荷比被加速時(shí)的初始能量不同，即速率不同，即使質(zhì)荷比相同的離子，最后不能全部聚焦在檢測器上，致使儀相同的離子，最后不能全部聚焦在檢測器上，致使儀器分辨率不高。器分辨率不高。為了提高分辨率，為了提高分辨率，在離在離子源和磁分析器之間加一子源和磁分析器之間加一靜電分析器（靜電分析器（ESA)，如右如右圖所示，于兩

47、個(gè)扇形電極圖所示，于兩個(gè)扇形電極板上加一直流電位板上加一直流電位Ve?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science離子受到靜電分析器的作用，改作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離子受到靜電分析器的作用，改作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離子所受到的電場力與離子運(yùn)動(dòng)的離心力相平衡時(shí)，離子所受到的電場力與離子運(yùn)動(dòng)的離心力相平衡時(shí)，離子運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的半徑離子運(yùn)動(dòng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的半徑R R與其質(zhì)荷比、運(yùn)動(dòng)速度、與其質(zhì)荷比、運(yùn)動(dòng)速度、靜電場的電場強(qiáng)度有下列關(guān)系。靜電場的電場強(qiáng)度有下列關(guān)系。EvzmR2 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

48、化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science可見：當(dāng)電場強(qiáng)度一定時(shí)，可見：當(dāng)電場強(qiáng)度一定時(shí)，R取決于離子的取決于離子的速度速度或或能量能量。因此，靜電分析器是將質(zhì)量相同而速度不同的因此，靜電分析器是將質(zhì)量相同而速度不同的離子分離聚焦，即具有速度分離聚焦的作用。離子分離聚焦，即具有速度分離聚焦的作用。然后從靜電分析器出來的離子再進(jìn)入磁分析器然后從靜電分析器出來的離子再進(jìn)入磁分析器，進(jìn)行方向聚焦。，進(jìn)行方向聚焦。這種同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度和方向聚焦的分析器，稱為這種同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度和方向聚焦的分析器，稱

49、為雙聚焦分析器。具有雙聚焦分析器的質(zhì)譜儀，稱雙聚焦分析器。具有雙聚焦分析器的質(zhì)譜儀，稱為為雙聚焦質(zhì)譜儀雙聚焦質(zhì)譜儀。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science雙聚焦質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：雙聚焦質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：分辨率高；分辨率高；掃描速率慢，操作、調(diào)整比較困難；掃描速率慢，操作、調(diào)整比較困難；儀器造價(jià)比較昂貴。儀器造價(jià)比較昂貴?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Ma

50、terial Science3. 四極濾質(zhì)器四極濾質(zhì)器四極桿質(zhì)量分析器四極桿質(zhì)量分析器由四根平行的圓柱形金屬極桿組成，相對的雞由四根平行的圓柱形金屬極桿組成，相對的雞肝被對角地連接起來，構(gòu)成兩組電極。肝被對角地連接起來，構(gòu)成兩組電極?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science在兩電極間加有數(shù)值相等、方向相反的直流電在兩電極間加有數(shù)值相等、方向相反的直流電壓壓Ude和射頻交流電壓和射頻交流電壓Urf。四根極桿內(nèi)所包圍的空間產(chǎn)生雙曲線形電場。四根極桿內(nèi)所包圍的空間產(chǎn)生雙

51、曲線形電場。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science從離子源射入的加速離子穿過四極桿雙曲線形從離子源射入的加速離子穿過四極桿雙曲線形電場中央，收到電場的作用。電場中央，收到電場的作用。只有選定的只有選定的m/z離子以限定的頻率穩(wěn)定地通過離子以限定的頻率穩(wěn)定地通過四極濾質(zhì)器，其他離子則碰到極桿上被吸濾掉四極濾質(zhì)器，其他離子則碰到極桿上被吸濾掉，而不能通過四極桿濾質(zhì)器，即達(dá)到，而不能通過四極桿濾質(zhì)器，即達(dá)到“濾質(zhì)濾質(zhì)”的作用。的作用。由于在一定條件下，被測離子的由于在

52、一定條件下，被測離子的m/z與電壓成與電壓成線性關(guān)系。因此改變直流和射頻交流電壓可以線性關(guān)系。因此改變直流和射頻交流電壓可以達(dá)到質(zhì)量掃描的目的。達(dá)到質(zhì)量掃描的目的?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science四極濾質(zhì)器的特點(diǎn)：四極濾質(zhì)器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低廉；結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低廉；對初始能量要求不嚴(yán)，性能穩(wěn)定，掃描速度快對初始能量要求不嚴(yán)，性能穩(wěn)定，掃描速度快分辨率比磁分析器略低分辨率比磁分析器略低(max.2000)；是色譜是色譜-質(zhì)譜聯(lián)用中使用最

53、多的一種質(zhì)量分析器。質(zhì)譜聯(lián)用中使用最多的一種質(zhì)量分析器。 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science4. 飛行時(shí)間質(zhì)量分析器飛行時(shí)間質(zhì)量分析器主要部件是一個(gè)長主要部件是一個(gè)長1m左右的無場離子漂移管。左右的無場離子漂移管。離子以速率離子以速率v進(jìn)入自由空間（漂移管），其中漂進(jìn)入自由空間（漂移管），其中漂移管中的移管中的飛行時(shí)間飛行時(shí)間與與離子質(zhì)量的平方根成正比離子質(zhì)量的平方根成正比。對于能量相同的離對于能量相同的離子，其質(zhì)量越大，到子，其質(zhì)量越大，到達(dá)接收器所用的時(shí)

54、間達(dá)接收器所用的時(shí)間越長，據(jù)此，可以按越長，據(jù)此，可以按時(shí)間把不同質(zhì)量的離時(shí)間把不同質(zhì)量的離子分開。子分開?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science飛行時(shí)間質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：飛行時(shí)間質(zhì)量分析器的特點(diǎn)：質(zhì)量范圍寬、掃描速率快；質(zhì)量范圍寬、掃描速率快；不需電場和磁場。不需電場和磁場。分辨率較低（離子進(jìn)入漂移管前存在時(shí)間分分辨率較低（離子進(jìn)入漂移管前存在時(shí)間分散、空間分散、能量分散所造成）。散、空間分散、能量分散所造成）。采用激光脈沖電離方式、離子延遲引出技術(shù)采用激光脈

55、沖電離方式、離子延遲引出技術(shù)和離子反射技術(shù)可以提高分辨率。和離子反射技術(shù)可以提高分辨率。已廣泛用于已廣泛用于GC-MS、LC-MS中。中?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science5. 離子阱質(zhì)量分析器離子阱質(zhì)量分析器是一種通過電場或磁場將氣相離子控制并儲(chǔ)存是一種通過電場或磁場將氣相離子控制并儲(chǔ)存一段時(shí)間的裝置。一段時(shí)間的裝置。其主體是一個(gè)環(huán)形電極和上下兩端罩電極。三其主體是一個(gè)環(huán)形電極和上下兩端罩電極。三個(gè)電極都是繞個(gè)電極都是繞z軸旋轉(zhuǎn)的雙曲面，端罩電極施加直軸旋

56、轉(zhuǎn)的雙曲面，端罩電極施加直流電壓或接地。流電壓或接地。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science當(dāng)射頻電壓施加在環(huán)形電極時(shí)，在內(nèi)部空腔形當(dāng)射頻電壓施加在環(huán)形電極時(shí)，在內(nèi)部空腔形成一個(gè)勢能阱（離子阱）。成一個(gè)勢能阱（離子阱）。根據(jù)射頻電壓的大小，離子阱就可以捕獲某一根據(jù)射頻電壓的大小，離子阱就可以捕獲某一質(zhì)量質(zhì)量 范圍的離子，并長時(shí)間留在阱內(nèi)。范圍的離子，并長時(shí)間留在阱內(nèi)。待離子累積到一定數(shù)量后，升高環(huán)電極上的射待離子累積到一定數(shù)量后，升高環(huán)電極上的射頻電壓，離子就會(huì)

57、按質(zhì)量從高到低的次序依次頻電壓，離子就會(huì)按質(zhì)量從高到低的次序依次離開離子阱，進(jìn)入檢測器被檢測。離開離子阱，進(jìn)入檢測器被檢測。特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，在全掃描模式下特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，在全掃描模式下仍具有較高靈敏度，而且單個(gè)離子阱通過時(shí)間仍具有較高靈敏度，而且單個(gè)離子阱通過時(shí)間序列的設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)多級質(zhì)譜的功能。序列的設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)多級質(zhì)譜的功能。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science6. 傅里葉變換離子回旋共振分析器傅里葉變換離子回旋共振分析器當(dāng)質(zhì)荷比當(dāng)

58、質(zhì)荷比m/z的離子進(jìn)入磁場強(qiáng)度為的離子進(jìn)入磁場強(qiáng)度為B的磁場的磁場時(shí)，由于受磁力的作用，離子將沿著磁場垂直時(shí)，由于受磁力的作用，離子將沿著磁場垂直的環(huán)形途徑運(yùn)動(dòng)，稱為的環(huán)形途徑運(yùn)動(dòng)，稱為回旋回旋。如果沒有能量損失和增加，圓周運(yùn)動(dòng)的離心如果沒有能量損失和增加，圓周運(yùn)動(dòng)的離心力和磁場力相平衡。力和磁場力相平衡?；匦l率（弧度回旋頻率（弧度/秒）只與秒）只與m/z有關(guān)。有關(guān)?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science回旋離子可以從與其相匹配的交變電場中吸回旋離子可以從與其

59、相匹配的交變電場中吸收能量而加快回旋速度，隨之回旋半徑逐步增收能量而加快回旋速度，隨之回旋半徑逐步增大大發(fā)生了回旋共振發(fā)生了回旋共振。由于共振離子的回旋可以產(chǎn)生稱之為由于共振離子的回旋可以產(chǎn)生稱之為“相電相電流流”的信號，其可在停止交變電場后觀察到。的信號，其可在停止交變電場后觀察到。不同不同m/z的離子所匹配的交變電場頻率不同，的離子所匹配的交變電場頻率不同，因此，通過改變電場不同的頻率，而獲得不同因此，通過改變電場不同的頻率，而獲得不同m/z離子的相應(yīng)信息。離子的相應(yīng)信息?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemi

60、stry & Material Science特點(diǎn)特點(diǎn)分辨率極高；分辨率極高；分析靈敏度高；分析靈敏度高；具有多級質(zhì)譜功能具有多級質(zhì)譜功能可以和任何離子源相連，拓展了儀器功能可以和任何離子源相連，拓展了儀器功能掃描速率快，性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量范圍寬。掃描速率快，性能穩(wěn)定可靠，質(zhì)量范圍寬。由于需要超導(dǎo)磁場，因而需要液氦，儀器售由于需要超導(dǎo)磁場，因而需要液氦，儀器售價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用高。價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用高?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science( (五五) )離子檢測器和記錄系統(tǒng)離子檢測器和記錄系統(tǒng)常用的離子檢測器是靜電式電子倍增器。常用的離子檢測器是靜電式電子倍增器。由質(zhì)量分析器出射的離子，具有一定的能量，轟由質(zhì)量分析器出射的離子，具有一定的能量，轟擊電子倍增管的擊電子倍增管的Be-Cu陰極，便發(fā)射出二次電極。陰極，便發(fā)射出二次電極。在電場作用下，電子一次撞擊倍增極，二次電子在電場作用下，電子一次撞擊倍增極，二次電子以幾何級數(shù)倍增，最后在陽極上可以檢測到微弱以幾何級數(shù)倍增，最后在陽極上可以檢測到微弱的電流。的電流。離子檢測器除了靜電式電子倍增器外，